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焦耳定律(第二课时)
复习:
一、什么是电流的热效应?
二、焦耳定律的内容是什么?
三、如何防止电热?
一、焦耳定律的应用:
1、纯电阻电路: Q = W
当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即
Q = W = UIt = I2Rt=pt
如:电暖器,电饭锅,电炉子等。
t
2、非纯电阻电路:
当用电器工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能。
W>Q热
如:电动机、电风扇等
W=UIt
>
例、电动汽车成为未来汽车发展的方向。若汽车所用电动机两端的电压为380V,电动机线圈的电阻为2Ω,通过电动机的电流为10A,则电动机工作10min消耗的电能为多少焦?产生的热量是多少焦?
练习:
1、一台电动机额定电压为220 V,线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线圈的电流为4 A,电动机正常工作10min,求 (1)消耗的电能.(2)产生的热量.
2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈电阻为2,线圈中电流为10A。这台电动机正常工作消 耗的电能为W,产生的热量为Q,则( )
A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800J C.W=72200J,Q=200J D.W=72200J,Q=3800J
二、计算题练习
1、一个电饭锅的电阻是55Ω,额定电压为220V,正常工作时每分钟产生多少热量?每小时消耗几度电?
2、两个电阻R1=12Ω,R2=24Ω,串联后接到电压为48V的电源上,求:
(1)R1消耗的电功率是多少?
(2)R1和R2每分钟产生的热量各多少?
二、电热综合
例:下面的图表是从某台电热饮水机的说明书上收集到的信息。经分析得知,电热饮水机有加热和保温两种工作状态,当S闭合、S0断开时,饮水机处于保温状态,当S、S0同时闭合时,饮水机处于加热状态,求:
(1)电热饮水机在保温状态下正常工作时的电流。(计算结果保留两位小数)
(2)电热饮水机保温2h产生的热量?
(3)电阻R1的阻值
1、如图所示是一个由两根电热丝组成的可调温电热器的电路图.开关S闭合为高温档,S断开为低温档.R1是“220V,ll0W”的电热丝电热丝,R2的额定电压为ll0V。功率未知.
(1)电热丝R1的电阻是多大?
(2)S闭合后,该电热器在l0min内产生的热量是多少?
(3)若s断开,R1的实际功率变为27.5W,则该电热器的总功率为多少
2、李佳同学家里的电热饮水机有加热加保温两种状态,这两种状态轮流工作,完全由温控开关S0自动控制:当胆内水的温度被加热到90℃时,加热状态就停止而进入保温状态;当胆内水的温度降到60℃时,加热状态就启动。如图是该饮水机的电路原理图。李佳同学通过观察还发现:当胆内装有1kg水时,饮水机的加热状态每次只启动5min就停止。问:
(1)温控开关S0在何种状态(断开或闭合)时,饮水机处在保温状态?这时饮水机的电功率是多少?
(2)在加热状态中,饮水机把电能转化为水的内能的效率是多少?[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
三、吸热类
1.电磁炉以期高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具,一只1500 w的电磁炉正常工作时,在1个标准大气压下将1kg的水从20℃加热到沸腾时需要4min.水从20℃加热到沸腾时吸收的热量是多少J?该过程电流做功多少J?电磁炉的效率是多少?[c水=4.2×103J/kg·℃]
2.如图所示是小明家的电热水壶及铭牌,他用该电热水壶将1.5 kg的水从20℃加热到100℃。
(1)水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)若电热水壶正常工作,且产生的热量全部被水吸收,需要加热多长时间?
(3)若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间,可能的原因有哪些?(写出两种)
1、标有“3V 1W”字样的灯泡,与18Ω的电阻R串联后接到6V的电源上,灯泡的实际功率多大?电阻R在5分钟内产生多少热量?
练习:
2、一根电热丝的电阻为48.4Ω,接在220V的电源上,1min放出多少热量?若改接在110V的电源上,放出相同的热量需要用多长时间?
3、两根电阻丝的阻值分别是20Ω和10Ω,如果把它们并联在电路上,通电后,在相同的时间内,两根电阻丝上产生的热量之比是 _________ ;如果将它们串联后接入电路,通电后,两电阻上产生的热量之比是 _________
4、要使电热器在单位时间内供热减少一半,以下方法中正确的是( )
A、电阻丝不变,把加在它两端的电压减少一半
B、电阻丝不变,把通过它的电流减少一半
C、保持电压不变,把电阻丝的电阻减小一半
D、把电热器的电阻和加它两端的电压均减小一半